围绕特斯拉“无稀土电机”的问题,真正需要关注的不是一句“稀土不重要了”,而是新能源汽车电驱系统正面临新的技术选择。电机使用稀土与否,就包含着材料成本、结构设计、能量效率、制造工艺和长期稳定性等多个方面,并不能只用一项参数来决定它的性能。
特斯拉正在研究不用稀土材料的电机方案,其思路不是简单的更换一种磁性材料,而是从电机结构以及运行方式入手提高现有的部件利用效率。霍尔巴赫阵列、磁阻转矩等技术概念被反复提及。简而言之就是通过磁场排布和电机设计来使电机在不增加材料用量的前提下获得更高的输出能力。
如果相关设计可以大规模应用的话,理论上也会引起一些变化。电机体积和重量会进一步缩小,车辆也能在保持动力表现的同时减少对稀土永磁材料的依赖。素材中提到的一组说法是某类方案的电机体积可减小18%、重量减轻25%,搭配容量为47.6千瓦时电池续航里程达673公里。但是目前缺少完整的公开测试条件、车型信息和长期运行报告等,不能直接认为已经普遍实现。
电驱系统竞争不是用稀土或者不用稀土两条路线之间的较量。永磁同步电机具有高效率、大功率密度等特点,因此被广泛用于新能源汽车上。无稀土或少稀土电机更加重视材料的替代、结构的改善以及控制策略的应用。不同路线各有所适配场景,最后还要考虑整车重量、成本目标、工作温度、峰值功率持续输出和生产工艺是否契合。
特斯拉如果持续推进无稀土电机,首先考虑的就是产品成本以及供应链的弹性。从整个产业链来说,资源本身并不一定占整车成本的大头,但是高性能磁性材料包括开采、分离、精炼和加工等各个环节的价格和供应稳定性都会影响到电机制造。对于一家希望扩大产量、降低售价的汽车企业而言,在减少对某类关键材料依赖的同时也可以增加产品设计以及采购环节的主动性。
但是并不是说稀土材料就会迅速失去其价值。新能源汽车只是稀土应用的一小部分,风电设备、工业电机、机器人、精密仪器等其他领域也有高性能磁性材料的需求。即便某些汽车产品转向无稀土方案,其他的行业也还存在对高性能磁性材料的需求。资源重要性不会因为某款产品使用了替代路线就立即消失。
正确的认识应该是技术进步改变着稀土使用方式而不是终结了整个稀土产业。以往企业看重的是原材料的性能;现在则重视电机设计、控制算法、制造精度和系统集成的重要性。材料依然是基础,但是不是决定性能的唯一因素。
因此特斯拉无稀土电机的话题应该被看作是汽车电驱技术的一个方向性的探索,而不是某种资源优势已经失效的结论。对产业而言真正重要的并不是固守某一种材料,而是持续提高从资源利用到整机制造全过程的能力。稀土依然有价值,少稀土和无稀土技术也会继续发展,在未来竞争中能同时掌握材料、设计和制造能力的企业将会是真正的赢家。